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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA soldadura por electrólisis. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / equipo de soldadura Una máquina de soldar basada en descomposición de agua es más cara que una convencional. ¿Quizás sea posible facilitar la soldadura electrolítica? Este artículo contiene recomendaciones para diseñar un electrolizador, así como consejos para su uso. El electrolizador descrito en el artículo es bipolar y cuenta con 110 celdas electrolíticas conectadas en serie a un circuito de corriente continua. Cada electrodo, a excepción de los dos más exteriores, funciona por un lado como cátodo y por el otro como ánodo. Este electrolizador se diferencia de los descritos anteriormente [1,2] por la ausencia de un transformador reductor, lo que permitió reducir el coste de fabricación del dispositivo y su peso. Es posible regular la productividad más fácilmente (Fig. 1), pero tal necesidad no surgió. Se utilizaron diodos puente (cuatro D245A) sin radiadores, ya que la potencia del dispositivo es de aproximadamente 1 kW.
En total construimos tres electrolizadores, lo que nos aportó una experiencia muy valiosa. Consideremos el diseño más reciente y exitoso, así como ideas para mejorarlo. Empecemos por las placas de metal, que desempeñan simultáneamente el papel de electrodos y aletas de refrigeración del aire. Los materiales utilizados fueron acero 3, acero 45 y acero inoxidable, no notamos diferencia. Dado que el grosor de las placas no juega ningún papel, en el último modelo se utilizó hierro muy fino, lo que permitió reducir drásticamente la longitud y el peso del electrolizador. Para un electrolizador sin transformador con una potencia de aproximadamente 1 kW, será necesario cortar 109 placas (Fig. 2). Su forma puede ser octogonal o redonda (para aligerar el aparato), pero esto aumentará el tiempo de enfriamiento del electrolizador.
Hay que decir que este electrolizador no es apto para un funcionamiento continuo a largo plazo, solo se puede utilizar periódicamente. El motivo es el calentamiento paulatino del electrolito hasta que se forma vapor de agua que, al entrar en el quemador, corta (apaga) la llama. Métodos de control: enfriar el electrolizador, electrolito y gas, aumentar la cantidad de electrolito (distancia entre electrodos). Por cierto, la eficiencia del electrolizador sólo aumenta con el aumento de la temperatura, ¡y algunas instalaciones industriales funcionan a temperaturas del electrolito de hasta 95°C! Tenga en cuenta que, en comparación con [2], el número de orificios perforados en las placas se reduce 6 veces. Siguiendo el consejo del inventor R. Stasiv, solo queda un orificio en la placa, lo que elimina por completo el calentamiento parásito del electrolito. La velocidad de llenado del electrolizador depende del diámetro de este orificio, pero un orificio demasiado grande reducirá el área útil de los electrodos o provocará un calentamiento parásito del electrolito. Es mejor si este agujero no es redondo, sino con forma (en la Fig. 3 está resaltado con una línea en negrita).
Durante el funcionamiento, los lados de las placas que actúan como ánodos se desgastan (oxidan). Para evitar su limpieza, los dispositivos industriales utilizan ánodos recubiertos con níquel sulfurado o normal. No hay que temer que las placas de hierro se oxiden, ya que esto no sucede en un ambiente alcalino. El álcali (KOH o NaOH) es parte del electrolito. Al comprar, solicite potasio o sodio cáustico, hidróxido de potasio o sodio, soda cáustica. La seguridad de las placas de los electrodos, especialmente del ánodo, depende de la calidad del electrolito. Concentración de álcali: 5...30%. En los electrolizadores industriales se utiliza principalmente KOH, en ausencia del cual utilizamos NaOH. El álcali debe estar limpio, no dañado por el contacto con el dióxido de carbono del aire, en el que se convierte en potasa (K2Colorado3) o refresco (Na2Colorado3). Durante el funcionamiento, el álcali no disminuye, solo es necesario agregar agua destilada. Si no dispone de agua destilada, prepárela utilizando un cubo de destilación. Si el electrolito entra en contacto con sus ojos, enjuáguelos inmediatamente con abundante agua destilada. Es mejor trabajar con electrolito en gafas protectoras, que se pueden fabricar fácil y rápidamente con una botella de plástico [3]. Las juntas de goma (Fig. 4) realizan la función de baños de electrólisis. En nuestro caso se necesitaron 110 piezas. Para el primer electrolizador lo cortaron con tijeras. Las juntas del segundo electrolizador se cortaron en un torno (todas a la vez). Para el tercero, se utilizaron anillos hechos por vulcanización: este es el método más económico. El grosor de las juntas determina la capacidad del dispositivo y, por tanto, el número de recargas de electrolito. Probamos anillos con espesores de 2 a 5 mm y no notamos mucha diferencia. Las juntas más económicas son las de sección cuadrada, pero no las utilizamos porque queríamos conseguir una alta presión de los gases de escape. En las instalaciones industriales, para conseguir una alta eficiencia, se aumenta la presión a 200 atmósferas o más, y sin coste adicional, debido únicamente a la energía de formación del gas. Más de una vez hemos visto informes de que la eficiencia de la electrólisis utilizando métodos modernos supera el 100%.
Los electrodos extremos son diferentes al resto. Se trata de dos placas de acero de espesor (8...10 mm) que, mediante una brida, sujetan todas las placas y juntas en un solo paquete. Una de las placas sirve únicamente como cátodo y la otra como ánodo. En una de las placas se perfora un orificio para fijar un tanque universal (Fig. 5).
Este tanque es otra característica de nuestro electrolizador (Fig. 6).
Desempeña el papel de una boca de llenado, un receptor de gas, una trampa de espuma y es simplemente necesario para el funcionamiento del dispositivo (Fig. 7), donde a) llena el electrolito agregando agua; b) drenar el exceso; c) igualación de concentración; d) trabajo; d) drenaje).
Al apagar un electrolizador que funciona con un burbujeador, le recomendamos que desenrosque inmediatamente la tapa del tanque, ya que el gas refrigerante extraerá líquido del burbujeador (no se muestra en la Fig. 7). Durante el funcionamiento del electrolizador, se acumula álcali altamente concentrado en el tanque, que se disuelve de forma segura con agua destilada durante el llenado. Hay que tener en cuenta que un electrolizador sin transformador es muy peligroso, ya que no dispone de aislamiento galvánico de la red eléctrica. La brida del electrolizador consta de 4 espárragos y 8 tuercas. También puedes utilizar 4 pernos largos. Colocamos tubos de cloruro de polivinilo en los montantes y debajo de las tuercas colocamos arandelas y "grabadores" de acero. La longitud de los pernos depende del espesor de todas las juntas y placas en estado comprimido. Se fabricaron cuatro juntas aislantes para las tuercas (Fig. 8) de plástico duradero. Realizan la función de ocho patas, ya que durante el mantenimiento hay que darle la vuelta a nuestro dispositivo (Fig. 7).
Cuando se apaga un quemador de electrólisis desprotegido, explota una mezcla estequiométrica de hidrógeno y oxígeno (2:1). Se recomienda apagar el quemador sumergiéndolo en agua antes de apagar el dispositivo, ya que bajo el agua la llama de agua y oxígeno arde solo en presencia de carbón caliente (grafito). Los extintores de llamas dentro del quemador a menudo no funcionan, ya que la energía de ignición (calor) del hidrógeno es 15 veces menor y la velocidad de propagación del frente de la llama es 8 veces mayor que la de los gases combustibles convencionales. Dado que la radiación de una llama de hidrógeno es 10 veces menor y la temperatura de ignición (que no debe confundirse con el calor) es mayor, los parallamas deben ser un potente disipador de calor. Un parallamas de este tipo se puede fabricar con alambre de cobre delgado (sin barniz), que se clava firmemente en el cuerpo metálico del quemador con un percutor cónico. También utilizan sellos de agua (burbujeadores) llenos de agua o queroseno, además de cerrar el gasoducto. El mejor gasoducto es un tubo transparente con gotero médico. Los burbujeadores están hechos de botellas de plástico (Fig. 9) con una capacidad de 0,5 litros.
Si desea obtener más gases de electrólisis, aumente el área total del electrodo, no el voltaje. El voltaje de los mejores electrolizadores está en el rango de 1,7...2,6 V por celda. Si no puede hacer un electrolizador grande, haga dos o más pequeños y conéctelos en paralelo para que funcionen juntos. Al principio, nuestro electrolizador estaba destinado únicamente a la demostración en la televisión republicana (1991) de una máquina de vapor de combustión interna. Se asignó a un soldador de gas experimentado para estudiar las capacidades de soldadura de una llama de agua y oxígeno. Sin contener su alegría, el especialista determinó de inmediato que el dispositivo produce demasiado oxígeno y requiere la adición de combustibles de hidrocarburos: gases inflamables, como el propano, o vapores de líquidos inflamables. Al mismo tiempo, el hidrógeno libre acelera enormemente los procesos de combustión, lo que aumenta la temperatura de la llama. Uno de los clientes potenciales del electrolizador (el joyero M. Kanaev) informó que sus colegas superiores pasan el gas del electrolizador a través de alcohol metílico, gasolina o gasolina y mantienen esta tecnología en la más estricta confidencialidad. Hay rumores entre la gente sobre la soldadura con gas, que no requiere cilindros de carburo ni oxígeno. Con toda probabilidad, esta legendaria soldadura con gas es una soldadura por electrólisis con la adición de combustibles de hidrocarburos. Érase una vez, antes de la introducción generalizada de la soldadura por arco eléctrico, la soldadura electrolítica satisfacía por completo a los industriales. Hoy en día, cuando se extraen tanques viejos de ríos y pantanos, lo que más sorprende son las costuras brillantes y uniformes sobre el fondo del hierro oxidado: este es el trabajo del electrolizador. Todavía no hemos conocido a nadie que se haya decepcionado con el electrolizador, así que para concluir unas palabras sobre las perspectivas. Producir hidrógeno y oxígeno mediante un electrolizador es lo más caro en la actualidad. Pero es difícil encontrar un sustituto para el electrolizador cuando no hay equipo de gas y se requiere un trabajo de soldadura de alta calidad y una pureza de llama especial. Desde que la tecnología para producir hidrógeno atómico (H) y ozono (O3) son iguales, entonces se puede utilizar un ozonizador para aumentar la energía del quemador. También se puede aumentar la temperatura aumentando la presión en la zona de soldadura. El hidrógeno y el oxígeno se pueden separar mediante un ciclón de gas (tubo de vórtice). Para la medicina, se pueden fabricar los llamados bisturís de plasma. El alcance del uso del "agua ardiente" puede ser mucho más amplio de lo que hoy se puede imaginar, por lo que invitamos a los lectores de la revista a experimentar ellos mismos con el electrolizador y compartir su experiencia. Literatura:
Autores: I.P. Oleinik, Yu.I. Barbado
Cuero artificial para emulación táctil.
15.04.2024 Arena para gatos Petgugu Global
15.04.2024 El atractivo de los hombres cariñosos.
14.04.2024
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